KR20180138323A - Flux Concentrate Type Motor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자속 집중형 모터에 관한 것으로, 링형 구조로 형성되어 방사형상으로 배치된 복수의 코일 티스에 코일이 권선된 고정자와, 상기 고정자의 중심에 위치되고 원주방향으로 영구자석이 동일 극성이 서로 마주보는 방향으로 착자 되도록 복수의 회전자 티스를 구비하는 회전자를 포함하고, 상기 회전자 티스는 상기 회전자의 회전중심에서 반경방향으로 연장되는 적어도 2종 이상의 베리어 홀을 구비한다.The present invention relates to a magnetic flux concentrating motor, and more particularly, to a magnetic flux concentrating motor, which comprises a stator having a ring-like structure and a coil wound around a plurality of coil teeth disposed in a radial pattern, And a rotor having a plurality of rotor teeth to be magnetized in a facing direction, wherein the rotor teeth include at least two or more barrier holes extending radially from a rotation center of the rotor.
Description
본 발명은 모터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자속 집중형 모터의 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 자속 집중 효율을 증대시킬 수 있는 자속 집중형 모터에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor, and more particularly, to a magnetic flux concentration type motor capable of improving magnetic flux concentration efficiency by improving the structure of a rotor core and a stator core of a magnetic flux concentration type motor.
일반적으로, 회전 구동력을 발생시키기 위해 사용되는 모터는 회전자 코어에 설치되는 영구자석의 결합구조에 따라 영구자석 표면 부착형 모터(Surface Mounted Magnet Motor)와 영구자석 매립형 모터(Interior Permanent Magnet Motor)로 구분된다.Generally, a motor used for generating a rotational driving force is a permanent magnet mounted type motor (Surface Mounted Magnet Motor) and an interior permanent magnet type motor (Interior Permanent Magnet Motor) in accordance with a coupling structure of a permanent magnet installed in a rotor core Respectively.
여기서, 표면 부착형 모터의 경우 회전자의 코어 표면에 영구자석이 부착된 형태로서 상대적으로 소음과 진동이 작으면서 회전력은 좋으나 고속 회전 시 영구자석의 이탈과 기계적 강성의 저하 및 운전영역의 다양화를 위한 제어가 용이하지 않다는 단점을 가지고 있다. Here, in the case of the surface mount type motor, permanent magnet is attached to the core surface of the rotor, and relatively noise and vibration are small, but the rotational force is good. However, when the rotor rotates at high speed, detachment of the permanent magnet, mechanical stiffness, It is not easy to control the temperature.
또한, 영구자석 매립형 모터의 경우 코어에 상하로 관통된 매입공으로 영구자석이 삽입 고정된 형태로서 기존의 표면 부착형 모터보다 전자기적 토크(magnetic torque)에 돌극성(sailent pole)구조에 의한 릴럭턴스 토크(reluctance torque)가 부가되어 토크 및 출력이 증가되는 특징이 있다. In the case of a permanent magnet embedded type motor, a permanent magnet is inserted and fixed by a buried hole penetrating the core up and down. As compared with a conventional surface mount type motor, a magnetic torque is applied to a reluctance due to a sailent pole structure A torque and an output are increased by adding a reluctance torque.
한편, 최근에는 영구자석의 매립형 모터보다 토크 및 출력이 보다 더 향상되도록 하여 모터효율이 더 향상되게 한 자속 집중형 모터(Flux Concentrate Type Motor)가 개발되고 있다.Meanwhile, in recent years, a flux concentrate type motor has been developed in which the torque and the output are further improved as compared with the embedded type permanent magnet motor, thereby further improving the motor efficiency.
도 1은 종래기술에 따른 자속 집중형 모터를 도시한 간략도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a conventional magnetic flux concentrating motor. Fig.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 자속 집중형 모터(10)는 대략 원통형상으로 형성된 고정자(20)와, 고정자(20)의 내부에 회전 가능하게 수용되는 회전자(20)를 포함한다.1, the conventional magnetic
여기서, 회전자(20)는 동일한 형상의 다수의 자성 강판을 적층하여 만들어져서 회전자 코어(31)를 형성하게 되며, 회전자 코어(31)의 중심부에는 축방향으로 회전축 홀이 형성되어 이 회전축 홀 안에 회전축(32)이 압입되어 회전자(20)와 함께 회전한다.The
또한, 회전자 코어(31)의 중심부의 외측으로는 원주방향으로 복수의 영구자석(33)이 삽입 또는 부착되도록 장착홀(34)이 형성되어 있다. 영구자석(33)은 이웃한 영구 자석(33)과 서로 척력을 이루도록 형성되어 있다.A
한편, 고정자(20)는 링형의 고정자 코어(21)와, 고정자 코어(21) 내주면에 소정의 슬롯을 사이에 두고 원주방향으로 상호 이격된 복수개의 티스(22)와, 티스(22)에 각각 권선되어 외부 전원과 연결된 코일(23)로 구성된다. 여기서, 회전축(32)과 회전자(30) 사이에는 자속의 집중을 위한 비자성체가 형성되어 있다.On the other hand, the
한편, 상술한 종래 단순 자속 집중형 모터(10)는 상술한 표면 부착형 모터 내지 영구자석 매립형 모터구조에 비하여 공극자속밀도와 토크를 크게 향상시켜서 고출력의 특성을 가지지만, 반대로 릴럭턴스 토크에 의한 토크 맥동이 증가하게 되고, 운전 제어가 어려워지는 등의 문제점을 가지고 있다.On the other hand, the above-described conventional simple magnetic
또한, 종래 단순 자속 집중형 모터(10)는 릴럭턴스 토크에 의한 토크 맥동이 증가됨에 따라 역기전력의 증가를 초래함과 동시에 증가된 자속량에 의해 전자기 가속량의 크기와 변동량이 증가하여 회전자(30)의 회전시 토크 맥동에 의한 진동 및 소음이 발생하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional simple magnetic
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동을 감소시킬 수 있는 자속 집중형 모터를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to improve the structure of a rotor core and a stator core to control directionality of an electromagnetic excitation force generated in a rotor core to reduce torque pulsation The present invention has been made in view of the above problems.
또한, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동에 따른 진동 및 소음을 줄일 수 있는 자속 집중형 모터를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to improve the structure of a rotor core and a stator core to control the directionality of electromagnetic force generated in the rotor core, And to reduce the vibration and noise of the magnetic flux concentrating type motor.
또한, 본 발명은 회전자의 회전자 티스에 장공형태의 베리어 홀을 형성하여 회전자가 회전할 시 영구 자석에 의한 자기장의 흐름을 개선시켜 코깅 토크 및 토크 리플을 감소시킴과 동시에 회전자의 경량화할 수 있는 자속 집중형 모터를 제공함에 그 목적이 있다.Further, according to the present invention, a slotted hole is formed in a rotor tooth of a rotor to improve a flow of a magnetic field by a permanent magnet when the rotor rotates, thereby reducing cogging torque and torque ripple, The present invention is directed to a magnetic flux concentrating motor.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 자속 집중형 모터는 링형 구조로 형성되어 방사형상으로 배치된 복수의 코일 티스에 코일이 권선된 고정자와; 상기 고정자의 중심에 위치되고 원주방향으로 영구자석이 동일 극성이 서로 마주보는 방향으로 착자 되도록 복수의 회전자 티스를 구비하는 회전자를 포함하고, 상기 회전자 티스는 상기 회전자의 회전중심에서 반경방향으로 연장되는 적어도 2종 이상의 베리어 홀을 구비하는 것이 바람직하다. According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic flux concentrating motor comprising: a stator having a ring-shaped structure and having coils wound around a plurality of coil teeth arranged in a radial pattern; And a rotor having a plurality of rotor teeth which are located at the center of the stator and whose permanent magnets are magnetized in the direction in which the same polarity faces each other in the circumferential direction, At least two kinds of barrier holes extending in the direction of the arrow.
상기 고정자는 링형의 코어와, 상기 링형의 코어의 내주면에서 방사형 구조로 돌출된 복수개의 티스와, 상기 티스에 권선되어 외부 전원과 연결된 코일을 포함한 것이 바람직하다. The stator preferably includes a ring-shaped core, a plurality of teeth protruding radially from the inner circumferential surface of the ring-shaped core, and a coil wound around the tooth and connected to an external power source.
상기 티스는 상기 고정자의 원주방향 양측으로 연장되는 지지단턱이 형성되며, 상기 지지단턱에는 고정자 베리어 홀이 형성되는 것이 바람직하다. Preferably, the teeth are formed with a supporting step extending to both sides in the circumferential direction of the stator, and a stator barrier hole is formed in the supporting step.
상기 고정자 베리어 홀은 상기 고정자 베리어 홀이 형성되는 상기 지지단턱의 회전자를 향하는 곡면과의 제 1간격(G1)과 제 1간격(G1)에 대향되는 제 2간격(G2)을 포함하며, 상기 제 1간격(G1)보다 상기 제 2간격(G2)이 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. The stator barrier hole includes a first gap G1 with a curved surface of the supporting step where the stator barrier hole is formed facing the rotor and a second gap G2 opposing the first gap G1, It is preferable that the second gap G2 is formed to be larger than the first gap G1.
상기 회전자는 회전축이 삽입되어 고정되는 회전자 프레임과, 상기 회전자 프레임에서 반경 방향으로 연장되는 복수의 브리지와, 상기 회전자 티스 사이에 배치되는 복수개의 영구자석을 구비하고, 상기 각 회전자 티스는 상기 각 브리지의 단부에 연결되어 형성되는 것이 바람직하다. Wherein the rotor has a rotor frame in which a rotating shaft is inserted and fixed, a plurality of bridges extending in a radial direction in the rotor frame, and a plurality of permanent magnets disposed between the rotor teeth, Are connected to ends of the respective bridges.
상기 브리지는 상기 회전자 티스의 연결 단부보다 축소되도록 형성되는 것이 바람직하다. The bridge may be formed to be smaller than a connection end of the rotor tooth.
상기 회전자 티스는 상기 브리지에 연결되어 반경방향으로 확장되는 부채꼴 형태로 형성되며, 상기 회전자 티스의 외주면은 적어도 2종 이상의 만곡면으로 형성되는 것이 바람직하다. Preferably, the rotor tooth is formed in a sector shape extending in the radial direction by being connected to the bridge, and the outer circumferential surface of the rotor tooth is formed of at least two or more curved surfaces.
상기 만곡면은 중앙부에 형성되는 제 1반경(R1)과, 상기 제 1반경(R1)의 양측에 상기 제 1반경(R1)에 대하여 편심되며 상기 제 1반경(R1)보다 반경이 작은 제 2반경(R2)을 갖는 것이 바람직하다. Wherein the curved surface has a first radius R1 formed at a center portion and a second radius R1 formed eccentrically with respect to the first radius R1 on both sides of the first radius R1 and smaller in radius than the first radius R1, It is preferable to have a radius R2.
상기 베리어 홀은 상기 회전자 티스의 반경방향 외측에 상기 회전자의 반경방향으로 연장되어 형성되는 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀과, 상기 회전자 티스의 반경방향 내측에 상기 회전자의 반경방형으로 연장되며, 상기 제 1축방향 베리어 홀보다 작은 면적을 갖는 제 2축방향 베리어 홀을 구비하는 것이 바람직하다. Wherein the barrier hole includes a pair of first axial barrier holes formed radially outward of the rotor tooth in a radial direction of the rotor and a pair of second axial barrier holes formed radially inside the rotor tooth, And a second axial barrier hole having an area smaller than that of the first axial barrier hole.
한쌍의 상기 제 1축방향 베리어 홀은 상기 회전자의 중심을 기준으로 반경방향으로 연장되도록 배치되는 것이 바람직하다. And the pair of the first axial barrier holes are arranged to extend in the radial direction with respect to the center of the rotor.
한쌍의 상기 제 1축방향 베리어 홀은 상기 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀 사이의 중심선이 상기 회전자의 중심을 향하도록 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. And the pair of the first axial barrier holes are disposed in parallel so that a center line between the pair of first axial barrier holes faces the center of the rotor.
상기 제 1축방향 베리어 홀은 방경방향 폭(W)이 반경방향 길이(L)보다 좁게 형성되며, 적어도 폭(W)과 길이(L)의 비가 1:2 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. Preferably, the first axial barrier holes are formed so that the radial width W is narrower than the radial length L, and the ratio of the width W to the length L is at least 1: 2.
상기 제 1축방향 베리어 홀은 상기 회전자의 외측을 향하는 일면은 제 3반경(R3)에 의해 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되며, 상기 회전자의 중심을 향하는 타면의 양 모서리는 각각 제 4반경(R4)에 의해 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다. Wherein one side of the first axial barrier hole facing the outer side of the rotor is formed as a curved surface having a predetermined curvature by a third radius R3 and both corners of the other side facing the center of the rotor are It is preferable that it is formed as a curved surface having a predetermined curvature by the radius R4.
상기 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀의 사이에는 상기 제 1축방향 베리어 홀과 일정간격 이격되어 상기 회전자의 원주 방향으로 연장되는 제 1원주방향 베리어 홀이 형성되는 것이 바람직하다. And a first circumferential barrier hole spaced apart from the first axial barrier hole by a predetermined distance and extending in the circumferential direction of the rotor is formed between the pair of first axial barrier holes.
상기 회전자 티스는 철심 적층을 위한 가이드 홀이 형성된 것이 바람직하다. It is preferable that the rotor tooth has guide holes for the iron core lamination.
본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면, 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동을 감소시킬 수 있는 효과가 있다. According to the magnetic flux concentrating motor of the present invention, the structure of the rotor core and the stator core is improved to control the directionality of the electromagnetic excitation force generated in the rotor core, thereby reducing the torque ripple occurring during rotation of the rotor .
또한, 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면, 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동에 따른 진동 및 소음을 줄일 수 있는 효과가 있다. According to the magnetic flux concentrating motor of the present invention, the structure of the rotor core and the stator core is improved to control the directionality of the electromagnetic excitation force generated in the rotor core, so that the vibration due to the torque ripple generated when the rotor rotates It has the effect of reducing noise.
또한, 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면, 회전자의 회전자 티스에 장공형태의 베리어 홀을 형성하여 회전자가 회전할 시 영구 자석에 의한 자기장의 흐름을 개선시켜 코깅 토크 및 토크 리플을 감소시킬 수 있는 효과가 있으며, 동시에 회전자의 경량화할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the magnetic flux concentrating motor of the present invention, when the rotor rotates by forming a slotted hole in the rotor tooth of the rotor, the flow of the magnetic field by the permanent magnet is improved to reduce the cogging torque and the torque ripple There is an effect that the rotor can be made lighter.
도 1은 종래기술에 따른 자속 집중형 모터를 도시한 간략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자속 집중형 모터의 고정자 코어 및 회전자 코어를 도시한 간략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에서 고정자 티스의 일부를 나타낸 확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에서 회전자 코어의 일부를 나타낸 확대도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic view showing a conventional magnetic flux concentrating motor. Fig.
2 is a schematic view showing a stator core and a rotor core of a magnetic flux concentrating motor according to the present invention.
3 is an enlarged view showing a part of a stator teeth in a magnetic flux concentrating motor according to the present invention.
4 is an enlarged view showing a part of a rotor core in a magnetic flux concentrating motor according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 자속 집중형 모터를 상세히 설명한다.Hereinafter, a magnetic flux concentrating motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 각 구성요소들의 명칭은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다. 또한, 각 구성요소에 정의된 각각의 명칭들은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭 될 수 있다. In describing the present invention, the names of the individual components to be defined are defined in consideration of the functions of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as limiting the technical elements of the present invention. Further, the respective names defined for each component may be referred to by other names in the art.
먼저 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 자속 집중형 모터를 상세히 설명하도록 한다. First, a magnetic flux concentrating motor according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 자속 집중형 모터의 고정자 코어 및 회전자 코어를 도시한 간략도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에서 고정자 티스의 일부를 나타낸 확대도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에서 회전자 코어의 일부를 나타낸 확대도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a stator core and a rotor core of a magnetic flux concentrating motor according to the present invention, FIG. 3 is an enlarged view showing a part of a stator tooth in a magnetic flux concentrating motor according to the present invention, Fig. 2 is an enlarged view showing a part of a rotor core in a magnetic flux concentrating motor according to the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 자속 집중형 모터(100)는 링형 구조로 형성되어 방사형상으로 배치된 복수의 코일 티스(112)에 코일(117)이 권선된 고정자(110)와, 고정자(110)의 중심에 위치되고 원주방향으로 착자된 영구자석(129)을 동일극성이 서로 마주보는 방향으로 배치하여 고정자(110)의 코일(117)과의 작용으로 회전하는 회전자(120)를 구비한다. 2, the magnetic
고정자(110)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 외곽을 형성하는 링형상의 고정자 코어(111)와, 고정자 코어(111)의 내주면에서 회전자(120)의 중심 방향으로 방사형 구조로 돌출된 복수개의 코일 티스(112)와, 코일 티스(112)에 권선되어 외부 전원과 연결된 코일(117)을 포함한다. 한편, 고정자 코어(111)는 외주면에는 고정자(110)를 고정하기 위한 고정자 취부용 고정홀(115)이 형성된다. 2 and 3, the
또한, 고정자 코어(111)에 형성되는 코일 티스(112)의 단부에는 코일 티스(112)에 권취되는 코일(117)의 이탈을 방지함과 동시에 자속 경로를 형성하는 코일 지지단턱(113)이 형성된다. 코일 지지단턱(113)은 양측에 인접하는 다른 코일 티스(112) 쪽으로 각각 연장 돌출되며, 코일 지지단턱(113)의 내측에는 후술할 회전자(120)의 영구자석(129)에 의해 형성되는 자속 방향을 제한하기 위한 고정자 베리어 홀(114)이 형성된다.A
여기서 고정자 베리어 홀(114)은 고정자 베리어 홀(114)이 형성되는 코일 지지단턱의 회전자를 향하는 곡면과의 간격(G1)과 간격(G1)에 대향되는 간격(G2)에 의해 형성되며, 간격(G1)보다 간격(G2)이 더 크게 형성된다. 여기서 간격(G1)과 간격(G2)의 차이는 코일 티스(112)를 통과하는 자속의 방향을 전환 및 차단하여 회전자(120)의 회전시 영구자석(129)의 자속에 의한 릴럭턴스 토크를 감소하여 토크 맥동을 감소시킬 수 있다.Here, the
한편, 상술한 베리어 홀(114)의 경우 코일 티스(112)의 단부에 형성된 코일 지지단턱(113)의 내측에 형성되는 것으로 한정하였으나, 코일 티스(112)의 단부 중앙부에 형성될 수도 있다.In the case of the
회전자(120)는 도 2 및 도 4에 도시한 바와 같이 링형상으로 형성되며 고정자(110)의 내측에 회전가능하게 삽입되는 회전자 코어(121)와, 회전자 코어(121)에서 고정자 코어(111) 내주면 측으로 인접하여 방사형 구조로 연장 돌출되는 복수개의 회전자 티스(122)와, 회전자 티스(122) 사이에 배치되는 복수개의 영구자석(129)을 포함한다. The
여기서, 회전자 코어(121)는 회전자 코어(121)의 중심에 회전축(130)이 삽입되어 고정되는 회전자 프레임(126)이 형성되며, 회전자 프레임(126)의 외주면으로 브리지(125)가 형성되어 브리지(125)에 의해 회전자 티스(122)가 연결된다. The
한편, 회전자 티스(122)는 브리지의 단부에서 확장되는 부채꼴 형상으로 형성된다. 여기서, 회전자 티스(122)의 만곡면(124)은 자속장벽(Flux Barrier)의 역할을 수행한다. 여기서, 회전자 티스(122)의 만곡면(124)의 경우 만곡면(124)의 양측을 만곡면(124)의 원호와 편심지면서 반경이 작아지도록 형성하여 만곡면과 영구자석 사이의 거리를 좁아지게 해서 이에 의해서 코깅 토크를 보다 더 감소시킬 수 있다.On the other hand, the
즉, 회전자 티스(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 외곽으로 고정자(110)와 근접되는 원호형의 만곡면(124)을 구비하며, 이러한 만곡면(124)의 양측 단부는 만곡면(124)의 제 1반경(R1)과 편심되면서 만곡면(124)의 제 1반경(R1)보다 반경이 작은 제 2반경(R2)을 갖도록 하여 영구자석(129)의 외측 단부에서 만곡면(124)까지의 거리가 좁아지도록 형성된다. That is, the
이러한, 만곡면(124)의 제 1반경(R1) 및 제 2반경(R2)의 경우 회전자 티스(122)에 고정되는 영구자석(129)의 자속 밀도 및 자기장 흐름을 개선하여 코깅 토크의 감소와 함께 토크 리플의 감소를 동시에 얻을 수 있다. The magnetic flux density and the magnetic field flow of the
한편, 회전자 코어(121)의 회전자 티스(122)에는 영구자석(129)에 의한 자속이 고정자(110) 방향이 아닌 중심 방향으로 누설되는 것을 방지하기 위하여 자속의 누설로 인하여 급격히 토크가 저하되는 것을 방지하도록 회전자 코어(121)의 회전자 티스(122)로 연결되는 부분에 추가적인 자속장벽이 더 형성될 수 있다. In order to prevent the magnetic flux by the
즉, 회전자 코어(121)를 형성하는 회전자 프레임(126)과 회전자 티스(122) 사이에 회전자 티스(122)보다 단면적이 축소되는 브리지(125)를 형성하여 브리지(125)에 의해 자속이 누설되는 것을 방지하도록 자속장벽을 형성할 수도 있다. That is, a
또한, 회전자 티스(122)의 내측에도 영구자석(129)의 자속 밀도 및 자기장 흐름을 개선하여 추가적인 자속장벽을 형성할 수 있다. 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 회전자 티스(122)의 경우 회전자 티스(122)의 중앙부에 다수의 얇은 판재에 의해 형성되는 회전자 코어(121)를 고정하기 위한 가이드 홀(127)이 형성되며, 가이드 홀(127)을 기준으로 회전자 티스(122)의 만곡면 측으로는 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)이 형성되고, 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 사이에는 제 1원주방향 베리어 홀(128c)이 형성되며, 가이드 홀(127)을 기준으로 회전자 티스(122)의 브리지(125) 측으로는 제 2축방향 베리어 홀(128b)이 형성된다. Further, the magnetic flux density and the magnetic field flow of the
여기서, 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 경우 각 제 1축방향 베리어 홀(128a)이 회전자(120)의 반경방향으로 연장될 수 있도록 각 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 방경방향 폭(W)이 반경방향 길이(L)보다 좁게 형성되며, 적어도 폭(W)과 길이(L)의 비가 1:2 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. Here, in the case of the pair of the first
또한, 각 제 1축방향 베리어 홀(128a)은 직사각 형태로 형성될 수 있으나, 제 1축방향 베리어 홀(128a)이 직사각 형태로 형성될 경우 각 모서리의 형상에 의해 영구자석의 자속 집중이 형성될 수 있으므로, 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 모서리는 소정의 곡률을 갖는 것이 바람직하다. The first
바람직하게는 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 반경방향으로 회전자(120)의 외측에 위치하는 만곡면(124)을 향하는 일면은 제 3반경(R3)에 의해 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되며, 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 반경방향으로 회전자의 중심을 향하는 타면의 양 모서리는 각각 제 4반경(R4)에 의해 소정의 곡률을 갖는 곡면으로 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 제 3반경(R3)과 제 4반경(R4)은 제 3반경(R3)보다 제 4반경(R4)이 더 크게 형성되는 것이 바람직하다. A surface facing the curved surface 124 located outside the
이러한, 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 제 3반경(R3) 및 제 42반경(R4)의 경우 회전자 티스(122)에 고정되는 영구자석(129)의 자속 밀도 및 자기장 흐름을 개선하여 코깅 토크의 감소와 함께 토크 리플의 감소를 동시에 얻을 수 있다. The magnetic flux density and the magnetic field flow of the
한편, 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 경우 각각 회전자(120)의 회전중심에서 반경방향으로 연장되는 방사 형태로 배치될 수 있으며, 바람직하게는 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)이 평행한 방향으로 배치되고, 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a) 사이의 중심선이 회전자(120)의 회전 중심을 향하게 배치되도록 할 수 있다. On the other hand, in the case of the pair of first
한편, 제 1원주방향 베리어 홀(128c)은 상술한 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 사이에 배치되며, 각 제 1축방향 베리어 홀(128a)과 일정간격 이격되어 형성된다. 이러한 제 1원주방향 베리어 홀(128c)은 적어도 제 1축방향 베리어 홀(128a)의 길이(L)보다 좁은 폭으로 형성되며, 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀(128a) 사이에 형성되는 공간에 위치하는 것이 바람직하다. The first
또한, 제 2축방향 베리어 홀(128b)은 회전자 티스(122)의 내측에 브리지(125)에 인접하여 형성되며, 회전자(120)의 회전 중심에서 반경 방향으로 연장되는 길이 방향으로 형성된다. 이러한 제 2축방향 베리어 홀(128b)은 브리지(125)와 더불어 영구자석(129)에 의한 자속이 고정자(110) 방향이 아닌 중심 방향으로 누설되는 것을 방지하여 자속의 누설로 인하여 급격히 토크가 저하되는 것을 방지할 수 있다. The second
한편, 상술한 회전자(120)의 가이드 홀(127)의 경우 회전자 코어(121)를 스파이어럴 코어(Spiral Core) 공법으로 제조할 때 적층을 용이하게 하기 위해 가이드 핀(미도시) 등이 삽입되는 역할을 할 수 있다,Meanwhile, in the case of the
따라서 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동을 감소시킬 수 있다. Therefore, according to the present invention, the structure of the rotor core and the stator core is improved to control the direction of the electromagnetic force generated in the rotor core, thereby reducing the torque ripple occurring during rotation of the rotor .
또한, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면 회전자 코어 및 고정자 코어의 구조를 개선하여 회전자 코어에서 발생하는 전자기 가진력의 방향성을 제어하여 회전자의 회전시 발생하는 토크 맥동에 따른 진동 및 소음을 줄일 수 있다. According to the magnetic flux concentrating motor of the present invention as described above, the structure of the rotor core and the stator core is improved to control the directionality of the electromagnetic excitation force generated in the rotor core, Vibration and noise can be reduced.
또한, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 자속 집중형 모터에 따르면 회전자의 회전자 티스에 장공형태의 베리어 홀을 형성하여 회전자가 회전할 시 영구 자석에 의한 자기장의 흐름을 개선시켜 코깅 토크 및 토크 리플을 감소시킬 수 있다.In addition, according to the magnetic flux concentrating motor of the present invention as described above, the slotted hole is formed in the rotor tooth of the rotor to improve the flow of the magnetic field by the permanent magnet when the rotor rotates, The ripple can be reduced.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, The present invention may be modified in various ways. Therefore, modifications of the embodiments of the present invention will not depart from the scope of the present invention.
100: 자속 집중형 모터 110: 고정자
111: 고정자 코어 112: 코일 티스
113: 코일 지지단턱 114: 베리어 홀
115: 고정홀 116: 고정자 가이드 홀
117: 코일 120: 회전자
121: 회전자 코어 122: 회전자 티스
123: 고정단턱 124: 만곡면
125: 브리지 126: 회전자 프레임
127: 가이드 홀 128a: 제 1축방향 베리어 홀
128b: 제 2축방향 베리어 홀 128c: 제 1원주방향 베리어 홀
129: 영구자석 130: 회전축100: magnetic flux concentration type motor 110: stator
111: stator core 112: coil teeth
113: coil supporting step 114: barrier hole
115: Fixing hole 116: Stator guide hole
117: coil 120: rotor
121: rotor core 122: rotor tooth
123: Fixed step 124: Curved face
125: bridge 126: rotor frame
127:
128b: second
129: permanent magnet 130: rotating shaft
Claims (15)
상기 고정자의 중심에 위치되고 원주방향으로 영구자석이 동일 극성이 서로 마주보는 방향으로 착자 되도록 복수의 회전자 티스를 구비하는 회전자를 포함하고,
상기 회전자 티스는 상기 회전자의 회전중심에서 반경방향으로 연장되는 적어도 2종 이상의 베리어 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.A stator in which a coil is wound on a plurality of coil teeth formed in a ring-like structure and disposed radially;
And a rotor disposed at a center of the stator and having a plurality of rotor teeth such that the permanent magnets are magnetized in the direction in which the same polarity faces each other,
Wherein the rotor teeth include at least two kinds of barrier holes extending in the radial direction from the rotation center of the rotor.
링형의 코어와,
상기 링형의 코어의 내주면에서 방사형 구조로 돌출된 복수개의 티스와,
상기 티스에 권선되어 외부 전원과 연결된 코일을 포함한 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.The stator of claim 1, wherein the stator
A ring-shaped core,
A plurality of teeth projecting radially from the inner peripheral surface of the ring-shaped core;
And a coil wound around the teeth and connected to an external power source.
상기 고정자의 원주방향 양측으로 연장되는 지지단턱이 형성되며, 상기 지지단턱에는 고정자 베리어 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.3. The method of claim 2, wherein the teeth
Wherein a support step is formed extending to both sides in the circumferential direction of the stator, and a stator barrier hole is formed in the support step.
상기 고정자 베리어 홀이 형성되는 상기 지지단턱의 회전자를 향하는 곡면과의 제 1간격(G1)과 제 1간격(G1)에 대향되는 제 2간격(G2)을 포함하며, 상기 제 1간격(G1)보다 상기 제 2간격(G2)이 더 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.The stator of claim 3, wherein the stator barrier holes
And a second gap (G2) opposite to the first gap (G1) between the first gap (G1) and the curved surface facing the rotor of the support step at which the stator barrier holes are formed, And the second gap (G2) is larger than the second gap (G2).
회전축이 삽입되어 고정되는 회전자 프레임과,
상기 회전자 프레임에서 반경 방향으로 연장되는 복수의 브리지와,
상기 회전자 티스 사이에 배치되는 복수개의 영구자석을 구비하고,
상기 각 회전자 티스는 상기 각 브리지의 단부에 연결되어 형성되는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.2. The method of claim 1 wherein the rotor
A rotor frame in which a rotating shaft is inserted and fixed,
A plurality of bridges extending radially in the rotor frame,
And a plurality of permanent magnets disposed between the rotor teeth,
And each of the rotor teeth is connected to an end of each of the bridges.
상기 브리지에 연결되어 반경방향으로 확장되는 부채꼴 형태로 형성되며, 상기 회전자 티스의 외주면은 적어도 2종 이상의 만곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.6. The rotor according to claim 5, wherein the rotor tooth
Wherein the rotor tooth is formed in a sector shape extending radially and connected to the bridge, and the outer circumferential surface of the rotor tooth is formed of at least two or more curved surfaces.
중앙부에 형성되는 제 1반경(R1)과,
상기 제 1반경(R1)의 양측에 상기 제 1반경(R1)에 대하여 편심되며 상기 제 1반경(R1)보다 반경이 작은 제 2반경(R2)을 갖는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.8. The apparatus of claim 7, wherein the curved surface
A first radius R1 formed at the center portion,
And a second radius (R2) eccentric to the first radius (R1) and smaller in radius than the first radius (R1) is provided on both sides of the first radius (R1).
상기 회전자 티스의 반경방향 외측에 상기 회전자의 반경방향으로 연장되어 형성되는 한쌍의 제 1축방향 베리어 홀과,
상기 회전자 티스의 반경방향 내측에 상기 회전자의 반경방형으로 연장되며, 상기 제 1축방향 베리어 홀보다 작은 면적을 갖는 제 2축방향 베리어 홀을 구비하는 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.2. The method of claim 1, wherein the barrier hole
A pair of first axial barrier holes extending radially outward of the rotor tooth in the radial direction of the rotor,
And a second axial barrier hole extending radially inward of the rotor in a radial direction of the rotor tooth and having an area smaller than the first axial barrier hole.
상기 회전자 티스는 철심 적층을 위한 가이드 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 자속 집중형 모터.The method according to claim 1,
Wherein the rotor tooth has a guide hole for stacking iron cores.
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